Forskare vid Columbia University har publicerat en studie som varnar för att stratosfärisk aerosolinsprutning, en föreslagen metod för att kyla planeten genom att dämpa solen, står inför betydande fysiska, geopolitiska och ekonomiska hinder som inte fullt ut fångas i klimatmodeller. Tekniken, som efterliknar vulkanutbrott genom att injicera soljusreflekterande partiklar i den övre atmosfären, kan leda till oförutsägbara utfall som störda monsuner och materialbrist. Teamet betonar att implementering i verkligheten skulle vara långt mer kaotisk än vad simuleringar antyder.
I en studie publicerad i Scientific Reports undersökte ett team från Columbia Universitys Climate School and Engineering komplexiteten i stratosfärisk aerosolinsprutning (SAI). SAI syftar till att motverka global uppvärmning genom att sprida partiklar för att reflektera solljus, liknande kylningseffekten från vulkanutbrott. Forskare granskade befintliga studier med fokus på variabler som höjd och latitud för partikelutsläpp, tid på året och den totala mängden injicerat material.
Latitud framträdde som den mest inflytelserika faktorn. Utsläpp nära polerna kunde störa tropiska monsuner, medan de nära ekvatorn kunde förändra jetströmmar och global luftcirkulation. "Det handlar inte bara om att få in fem teragram svavel i atmosfären. Det spelar roll var och när man gör det", sa V. Faye McNeill, atmosfärkemist vid Columbia.
Utsläppet från Mount Pinatubo 1991 ger ett historiskt parallell, som sänkte globala temperaturer med nästan en grad Celsius men också störde den indiska monsunen, minskade nederbörd i Sydasien och bidrog till ozonuttömning. SAI med sulfataerosoler kunde ge liknande biverkningar, inklusive surt regn och jordförorening.
Alternativ som kalciumkarbonat, alfa-alumina, rutil- och anatas-titania, kubisk zirkonia och diamant utvärderades, men praktiska problem är många. Diamant är för sällsynt och dyr, medan kubisk zirkonia och titania skulle se produktionskostnader skjuta i höjden. Endast kalciumkarbonat och alfa-alumina är tillräckligt abundanta, men de klumpar ihop sig till större partiklar över en mikron, vilket minskar spridningseffektiviteten. "Istället för att ha dessa perfekta optiska egenskaper får man något mycket värre. Jämfört med sulfat tror jag inte att vi nödvändigtvis skulle se de typer av klimatfördelar som diskuterats", sa huvudförfattaren Miranda Hack.
Geopolitiska realiteter gör koordinerad utrullning osannolik, vilket vidgar intervallet av möjliga utfall. "Det finns ett spektrum av saker som kan hända om man försöker detta -- och vi argumenterar för att intervallet av möjliga utfall är mycket bredare än någon uppskattat hittills", tillade McNeill. Medförfattare inkluderar Dan Steingart och Gernot Wagner, som noterade, "Det handlar allt om riskavvägningar när man tittar på solgeoengineering... det kommer inte att ske på det sätt som 99 procent av dessa artiklar modellerar." Studien understryker behovet av att erkänna dessa osäkerheter i policydiskussioner.